【正文】 武 漢理工大學(xué)《固體廢物處理與處置》課程設(shè)計(jì) 1 1. 概述 垃圾處理的最佳方式是綜合處理，由于城市垃圾處理方式和技術(shù)的選擇受垃圾成分、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、能源結(jié)構(gòu)、自然條件及傳統(tǒng)習(xí)慣因素的影響，因而每個(gè)城市的選擇可能各不相同，沒有統(tǒng)一和固定的模式。 在生活垃圾處理處置方式中，填埋無疑占據(jù)著舉足輕重的位置，從全球來看，填埋大約占到 70%左右，在各發(fā)達(dá)國家應(yīng)用非常廣泛，例如加拿大 1989 年衛(wèi)生填埋處置量占 82%； 1991 年英國、意大利年衛(wèi)生填埋處置量占其總處置量的 90%美國處置量為 72%，西班牙處置量為 75%，德國 1993 年衛(wèi)生填埋處置量占 73%。美 國聯(lián)邦環(huán)保局 (USEPA)和很多州都已詳細(xì)制定關(guān)于填埋場選址、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行、水氣監(jiān)測、環(huán)境美化，封閉性監(jiān)測以及維護(hù)年限的法規(guī) [2]。而在我國 ,由于經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平等的原因，填埋所占的比例更高，達(dá)到 90%以上。雖然隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展，在未來的 20 年內(nèi)，在擬建的垃圾處理項(xiàng)目中，填埋比例會(huì)稍有下降，但仍有大約 75%的項(xiàng)目采用填埋方式。同時(shí)在我國的《城市垃圾處理及其污染防治技術(shù)政策》中明確提出：以填埋為主的路線，因此填埋必將在今后很長一段時(shí)間內(nèi)占據(jù)主導(dǎo)地位，許多大中城市新建的垃圾填埋場，其日處理能力都達(dá)上千噸，總填 埋庫容達(dá)數(shù)千萬立方米。 項(xiàng)目概況 項(xiàng)目背景 生活垃圾，是指在日常生活中或者為日常生活提供服務(wù)的活動(dòng)中產(chǎn)生的固體廢物以及法律、行政法規(guī)規(guī)定視為生活垃圾的固體廢物。生活垃圾一般可分為四大類：可回收垃圾、廚余垃圾、有害垃圾和其他垃圾。城市生活垃圾亦稱城市固體廢物，是由城市居民家庭、城市商業(yè)、餐飲業(yè)、旅館業(yè)、旅游業(yè)、服務(wù)業(yè)，以及市政環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)、城市交通運(yùn)輸、文教機(jī)關(guān)團(tuán)體、行政事業(yè)、工礦企業(yè)等單位所排出的固體廢物。其主要組成為：廚余物、廢紙屑、廢塑料、廢橡膠制品、廢編織物、廢金屬、玻璃陶瓷碎 片、庭院廢物、廢舊家用電器、廢舊家具器皿、廢舊辦公用品、廢日雜用品、廢建筑材料、給水排水污泥等。 固體廢物，特別是有害固體廢物，如處理、處置不當(dāng)，其中的有害物質(zhì)可以武 漢理工大學(xué)《固體廢物處理與處置》課程設(shè)計(jì) 2 通過環(huán)境介質(zhì) —— 大氣、土壤、地表或地下水體進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)形成污染，對人體產(chǎn)生危害，同時(shí)破壞生態(tài)環(huán)境，導(dǎo)致不可逆生態(tài)變化。 （ 1）對土壤環(huán)境的影響：固體廢物不加利用，任意露天堆放，不但占用一定的土地，導(dǎo)致可利用土地資源減少，而且如填埋處理不當(dāng)，不進(jìn)行嚴(yán)密的場地工程處理和填埋后的科學(xué)管理，容易污染土壤環(huán)境。 （ 2）對水體環(huán)境的影響：固體廢物可隨地表徑流 進(jìn)入河流湖泊，或隨風(fēng)遷徙落入水體，從而將有害物質(zhì)帶入水體，殺死水中生物，污染人類飲用水水源，危害人體健康；固體廢物產(chǎn)生的滲濾液危害很大，它可進(jìn)入土壤污染地下水，或直接流入河流、湖泊或海洋，造成水資源的水質(zhì)型短缺。 （ 3）對大氣環(huán)境的影響：對方的固體廢物中的細(xì)微顆粒、粉塵等可隨風(fēng)飛揚(yáng)，進(jìn)入大氣并擴(kuò)散到很遠(yuǎn)的地方；一些有機(jī)固體廢物在適宜的溫度和濕度下還可發(fā)生生物降解，釋放出沼氣，在一定程度上消耗其上層空間的氧氣，使植物衰敗；有毒有害廢物還可發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成有毒氣體，擴(kuò)散到大氣中危害人體健康。 項(xiàng)目組成 本設(shè)計(jì)為初步設(shè)計(jì)，包括如下內(nèi)容： 垃圾衛(wèi)生填埋場：包括總平面布置，填埋工藝，滲濾液收集導(dǎo)排工程，地下水導(dǎo)排系統(tǒng)，填埋氣體收集與利用設(shè)計(jì)，環(huán)境監(jiān)測設(shè)計(jì)，封場工程等。 垃圾處理場場內(nèi)相關(guān)公用配套工程。例如：道路工程，圍墻與綠化工程，給水工程，消防工程，防洪系統(tǒng)工程，通訊工程，電氣工程等。 服務(wù)范圍和規(guī)模 結(jié)合中山市總體規(guī)劃，本工程服務(wù)范圍為該市部分城區(qū)的生活垃圾。服務(wù)人口 40 萬人，現(xiàn)狀垃圾產(chǎn)量 ，垃圾容重量 400kg/m3，服務(wù)年限 15年。在垃圾填埋 場建后，城市生活垃圾的年增長速率控制在 5%左右。 垃圾含水率為 60%80%， 由于垃圾中的含水率太高，故在垃圾填埋之前將其在固定垃圾堆放場地堆放 4～ 5天，待垃圾含水率降至 35%以后，再運(yùn)往填埋場地進(jìn)行填埋。該市的垃圾回收率約為 %。 主要工程和技術(shù)指標(biāo) 本工程的技術(shù)指標(biāo)見表 11 武 漢理工大學(xué)《固體廢物處理與處置》課程設(shè)計(jì) 3 表 11 工程技術(shù)指標(biāo) 序號(hào) 項(xiàng)目名稱 單位 數(shù)量 備注 1 垃圾年處理 最大 量 萬噸 /年 日處理 噸 2 使用年限 年 15 3 處理垃圾總量約為 萬噸 3 填 埋庫容 萬立方米 4 占地面積 萬平方米 5 管理區(qū) 萬平方米 6 填埋庫區(qū) 萬平方米 7 滲濾液處理規(guī)模 Qmax 立方米 /天 8 滲濾液平均處理量 立方米 /天 9 調(diào)節(jié)池的容積 立方米 設(shè)計(jì)原則和依據(jù) 設(shè)計(jì)原則 城市生活垃圾處理作為城市環(huán)境治理項(xiàng)目，應(yīng)在城市總體規(guī)劃的指導(dǎo)下，合理選擇場址、處理工藝，嚴(yán)格控制產(chǎn)生二次污染，防止對環(huán)境造成新的污染。 本設(shè)計(jì)主要遵循以下原則： ① 從環(huán)境學(xué)上看，場址應(yīng)遠(yuǎn)離居民區(qū)，南海市主導(dǎo)風(fēng)向是東南風(fēng)，因此填埋場要建在居民區(qū)的西北方向，并且要遠(yuǎn)離水源，一般設(shè)在地下水水流向的下游地區(qū)。 ② 從經(jīng)濟(jì)學(xué)上看，此填埋場滿足一定的庫容量，能容納 526t/d 的垃圾處理量； 緊挨填埋場有水、電源及公路 ，場址交通方便，運(yùn)距合理；場址周圍有相當(dāng)數(shù)量的粘土石料，用于天然防滲層和覆蓋層的粘土等。 ③ 從工程學(xué)方面看，場地有適當(dāng)?shù)淖匀坏匦巫鳛樘盥窨臻g其地形、地貌及土壤條件適當(dāng)；天然地層滲透性系數(shù)達(dá)到 9*104 m/s ，并且場底表土厚度 ，平均 ，所以具有一定的厚度，其地質(zhì)條件很好；場址地下水穩(wěn)定水位埋深 ，確保了地下水的安全。 ④ 從政策法規(guī)上看，此填埋場的建立符合城市發(fā)展規(guī)劃，符合當(dāng)?shù)爻鞘协h(huán)境衛(wèi)生事業(yè)發(fā)展規(guī)劃要求。 武 漢理工大學(xué)《固體廢物處理與處置》課程設(shè)計(jì) 4 ⑤ 貫徹國家有關(guān)方針政策，在城市總體規(guī)劃指導(dǎo)下，從當(dāng)?shù)乩Y源的實(shí)際情況出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧垃圾資源的綜合利用和合理利用，搞好能源轉(zhuǎn)化，提高利用率，減少占地，逐步實(shí)現(xiàn)垃圾處理無害化、減量化和資源化，以取得較好的社會(huì)效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。 ⑥ 堅(jiān)持因地制宜，從實(shí)際出發(fā)選擇合理的技術(shù)方案，走符合國情的路子。根據(jù)國家的垃圾處理技術(shù)政 策，結(jié)合本地區(qū)的實(shí)際情況，尋求垃圾處理的技術(shù)和模式，形成多類型、多層次的配套技術(shù)。 ⑦ 堅(jiān)持科學(xué)態(tài)度，積極采用新工藝、新材料、新設(shè)備，不斷改進(jìn)及完善垃圾處理設(shè)施的建設(shè)，為環(huán)衛(wèi)事業(yè)的發(fā)展提供技術(shù)保障。 ⑧ 從實(shí)際出發(fā)，正確處理需要與可能、近期與遠(yuǎn)期的關(guān)系，做到遠(yuǎn)近結(jié)合、量力而行、留有余地、務(wù)求實(shí)效。 設(shè)計(jì)依據(jù) 《城市生活垃圾處理及污染防治技術(shù)政策》 《生活垃圾填埋生物處理技術(shù)》 《生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)》 《城市固體滲濾液處理與處置》 《城市固體廢物管理與處理處置技術(shù)》 《三廢處理 工程技術(shù)手冊》 《聚乙烯土工膜防滲工程技術(shù)規(guī)范》 《生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》 《固體廢物的處理與處置》 《 城市生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)規(guī)范 》 武 漢理工大學(xué)《固體廢物處理與處置》課程設(shè)計(jì) 5 2. 工程建設(shè)規(guī)模與處理工藝 衛(wèi)生填埋處理工藝 工藝的確定 處理方法的確定 現(xiàn)在城市生活垃圾處理方法有三種：衛(wèi)生填埋，焚燒，堆肥。 其方法如下： 焚燒 ： 焚燒法是一種高溫?zé)崽幚砑夹g(shù)，即以一定量的過?？諝馀c被處理的有機(jī)廢物在焚燒爐內(nèi)進(jìn)行氧化燃燒反應(yīng)，廢物中有還有毒物質(zhì)在 800—— 1200℃的高溫下氧化、熱解 而被破壞，是一種可同時(shí)實(shí)現(xiàn)廢物無害化、減量化和資源化的處理技術(shù)。 堆肥 ： 堆廢化是在控制條件下，利用自然界廣泛分布的細(xì)菌、放線菌、真菌等微生物，促進(jìn)來源于生物的有機(jī)廢物發(fā)生生物穩(wěn)定作用，使可被生物降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的腐殖質(zhì)的生物化學(xué)過程。 堆肥化系統(tǒng)的分類：按溫度分為中溫堆肥和高溫堆肥；按技術(shù)分為露天堆肥和機(jī)械密封堆肥。 衛(wèi)生填埋 ： 衛(wèi)生填埋是“利用工程手段，采取有效技術(shù)措施，防止?jié)B濾液及有害氣體對水體和大氣的污染，并將垃圾壓實(shí)減容至最小，填埋占地面積也最小。在每天操作結(jié)束或每隔一定時(shí)間用土覆蓋，使整個(gè)過程 對公共安全及環(huán)境均無危害” 的一種土地處理垃圾方法。 固體廢物填埋場的構(gòu)筑方式和填埋方式與地形地貌有關(guān)，可分為山谷型填埋和平地型填埋方式。平地型填埋又可分為地上式、地下式和半 武 漢理工大學(xué)《固體廢物處理與處置》課程設(shè)計(jì) 6 圖 21 四種填埋場類型 本次填埋場設(shè)計(jì)選用第三種半地上半地下式填埋場設(shè)計(jì)。 焚燒需要垃圾有一定的熱值，并且對垃圾成分有很高的要求，處理費(fèi)用相對較高；回收利用更是一種費(fèi)用高并且對于分類和后期處理有很高要求的一種方法；衛(wèi)生填埋是近年來城市生活垃圾處理用的比較多的方法，因?yàn)樗鼘τ诮?jīng)費(fèi)要求不是很高，對于處理也不是很高科技化，并且衛(wèi)生 填埋會(huì)產(chǎn)生一些可以利用的東西，填埋產(chǎn)生的氣體和填埋產(chǎn)生的滲濾液經(jīng)處理后都可以回收利用。 堆肥技術(shù)有敞開式靜態(tài)堆肥和機(jī)械化高溫堆肥二種方式，其好處在于能變廢為用，在一定程度上實(shí)現(xiàn)垃圾處理的資源化目的，但是，由于近年來居民生活水平的提高和生活結(jié)構(gòu)的改變，廢舊塑料、廢舊玻璃垃圾量劇增，如果沒有進(jìn)行對這種垃圾的分類收集和預(yù)分選，很難進(jìn)行堆肥處理。 所以本次課設(shè)選擇衛(wèi)生填埋方法。 衛(wèi)生填埋類型 的確定 衛(wèi)生填埋技術(shù)始于 20世紀(jì) 60年代，它是在傳統(tǒng)的堆放、填坑基礎(chǔ)上，出于保護(hù)環(huán)境的目的而發(fā)展起來的一項(xiàng)工程技術(shù)。衛(wèi)生填埋必須 進(jìn)行科學(xué)選址、場地防護(hù)處理、周密的填埋計(jì)劃、滲出液收集和處理、填埋氣收集和處理、嚴(yán)格的監(jiān)武 漢理工大學(xué)《固體廢物處理與處置》課程設(shè)計(jì) 7 測網(wǎng)絡(luò)、最終封場與土地恢復(fù)利用等多項(xiàng)工序才能建成。衛(wèi)生填埋的類型 主要有主要有厭氧、好氧和半好氧三種。 其主要特點(diǎn)如下表 21： 表 21 填埋類型的特點(diǎn) 填埋類型 特點(diǎn)及應(yīng)用情況 厭氧填埋 操作簡單，施工費(fèi)用低，可回收甲烷氣體，目前廣泛采用。 好氧和半好氧填埋 分解速度快，垃圾穩(wěn)定化時(shí)間短，但工藝要求較復(fù)雜，費(fèi)用較高，尚處于研究階段。 考慮到厭氧填埋過程簡單，不需要通風(fēng)設(shè)備；過程可控性、降解快、生產(chǎn)過程全封閉；資源效 果好，可將潛在與廢棄有機(jī)物中的低品位生物能轉(zhuǎn)化為可以直接利用的高品位沼氣；產(chǎn)物可再利用，經(jīng)厭氧硝化后的廢物基本得到穩(wěn)定； 綜合以上因素本次設(shè)計(jì)選擇厭氧填埋。 填埋作業(yè)流程 此生活垃圾衛(wèi)生填埋場為平原型的，因此我們不考慮對場地進(jìn)行大幅度平整，只需進(jìn)行小范圍的平整，同時(shí)同時(shí)對場底進(jìn)行平整、夯實(shí)、鋪設(shè)防滲系統(tǒng)。 根據(jù)處理物料和《城市生活垃圾填埋技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》以及工程地質(zhì)條件，本設(shè)計(jì)采用改良型厭氧衛(wèi)生填埋工藝，主要生產(chǎn)工藝流程如圖 21 和 22所示 圖 21 垃圾預(yù)處理回收流程圖 破碎：減少廢物顆粒粒 度，為后續(xù)分選做準(zhǔn)備。 磁選：利用黑色金屬與其它物料磁性的差異，分選回收黑色金屬。 篩選：利用可堆腐廢物與無機(jī)廢物粒度的差異將它們彼此分離。 武 漢理工大學(xué)《固體廢物處理與處置》課程設(shè)計(jì) 8 堆肥：分選得到的可堆腐廢物進(jìn)行堆肥處理，獲得堆肥。可堆腐廢物經(jīng)過堆肥后